一种环氧塑封料及其制备方法
【专利说明】-种环氧塑封料及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路封装领域，具体涉及一种环氧塑封料及其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 本世纪五十年代，随着半导体器件、集成电路的迅速发展，陶瓷、金属、玻璃等封装 难W适应工业化的要求，而且成本高。人们就想用塑料来代替上述封装，美国首先开始该方 面的研究，然后传到日本，到1962年，塑料封装晶体管在工业上已初具规模。日、美等公司 不断精选原材料、生产工艺，最终确定W邻甲酯环氧树脂为主体材料加工制成的环氧塑封 料。目前世界上环氧塑封料主要生产厂家国外有日东电工、住友电木（包括新加坡、苏州 分厂）、日立化成、松下电工、信越化学、台湾长春（包括常熟分厂）、台湾叶绪亚、台湾长兴 中国昆山工厂、东芝、DEXTER、HYS0L、PLASK0N、韩国H星、韩国东进等生产厂家。在我国半 导体封装材料的开发经历了酷酵树脂、娃丽树脂，1,2-聚己下二帰，有机娃改性环氧等几个 阶段，最终形成W邻甲酯环氧树脂为主体材料的环氧塑封料。其成份主要W环氧树脂为主 体材料，酷酵树脂为固化剂，外加填料、脱模剂，阻燃剂、偶联剂、着色剂、促进剂等助剂，通 过加热挤炼W得到B阶段的环氧塑封料，然后通过高温低压传递来封装分立器件、集成电 路。国内主要生产厂家有连云港华威电子、中科院化学所、佛山市亿通电子、浙江黄岩昆山 工厂、成都奇创、无锡化工设计院、无锡昌达和浙江金华恒耀等。它作为新一代的非气密性 封装材料，与气密性金属、陶瓷封装相比，便于自动化，提高封装效率，降低成本。它具有体 积小，重量轻，而且结构简单，工艺方便，耐化学腐蚀性较好，电绝缘性能好，机械强度高等 优点。目前，已成为半导体分立器件、集成电路封装的主流材料，越来越得到广泛的应用，现 阶段环氧塑封料封装已占整个封装的90% W上，全球年用量8-11万吨，国内2-3万吨。
[0003] 微电子产业的发展水平，已成为一个国家综合科技实力的一种衡量指标。而材料 是发展微电子工业基础的基础，作为生产微小电子元件和集成电路的主要结构材料-环氧 塑封料也始终处于飞速发展中，并且，由于现代电子封装技术的发展，也大大地促进了集成 电路和电子器件的发展；封装对系统的影响已变得和芯片一样重要。目前，国外的1C芯片 技术向高度集成化、布线细致化、芯片大型化及表面贴装（SMT)方向发展。与此相适应，各 国在进一步加大对芯片制造投入的同时，竞相对封装技术的研究开发注人大量的资金，电 子封装技术呈现出良好的发展态势。而环氧塑封料的高可靠性、适应性等特点，比较全面地 解决了微电子行业，尤其是动态随机存储器值RAM)集成电路（1C)及其分立器件的封装问 题。
[0004] 为适应现代电子封装的要求，环氧塑封料研究的趋势是向开发兼顾高纯度、高可 靠性、高导热、高耐焊性、高耐湿性、高粘接强度、高玻璃化温度、低有害杂质、低应力、低膨 胀、低粘度、环保、易加工等优越性能的新型材料方向发展。用于塑料封装的树脂必须具备 W下优点：（1)具有较好的耐寒性、耐湿性、耐热性、耐大气性、耐福射性W及散热性；（2)具 有与金属、非金属材料基本相匹配的热膨胀系数；（3)在宽的温度、频率范围内，具有良好 的介电性能；(4)固化过程中收缩率要小，粘接性好，尺寸要稳定；(5)不能污染半导体器件 表面及具有较好的机械加工性能。
[0005] 用塑料封装方法生产晶体管、集成电路（1C)、大规模集成电路（LIC)、超大规 模集成电路（VLIC)等在国内外已广泛使用并成为主流。如；中国专利CN1962752A、 CN102093669AXN102211984A W及CN102372899A中都公开了一种不含漠、键阻燃剂的绿色 环保型环氧模塑料，燃烧过程中不会产生有害气体，同时不添加P系、金属氧化物阻燃剂， 达到化-94V-0级的阻燃标准；CN101497774A中公开了一种半导体芯片液体封装料，固化收 缩率较小、胆存期较长，和传统的半导体芯片固体塑封相比，具有成本低、体积小、与基板粘 贴牢固、可靠性好等优点；CN102709257A中公开了一种半导体塑封料及其制造方法，该塑 封料中包含一种高分子吸水树脂，覆盖在填充料的外表面上，可W吸附半导体封装件中的 潮气，从而提高半导体封装件的可靠性。
[0006] 然而，目前的环氧塑封料的热学性能、力学性能W及电学性能等不够理想。 【
【发明内容】
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[0007] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种环氧塑封料及其制备方法，从而可 W获得较好的线膨胀系数和高的导热系数、较高的弯曲强度和弹性模量、较低的介电常数 或介质损耗。
[0008] -种环氧塑封料，包括W下组分：
[0009] 环氧树脂、偶联剂、固化剂、固化促进剂W及填料；
[0010] 所述环氧树脂是邻甲酯酵环氧树脂巧CN)，所述稀释剂为环氧（类）活性稀释剂； 所述偶联剂是娃焼（类）偶联剂，所述固化剂为潜伏性固化剂，所述固化促进剂为潜伏性固 化促进剂，所述填料是娃微粉。
[0011] ECN是一种多官能团缩水甘油離型环氧树脂，因其固化产物具有优良的机械强度、 电绝缘性、热稳定性、耐热性和耐腐蚀性，因此在电子工业中被广泛用作半导体器件、集成 电路等封装材料；己二醇二缩水甘油離，它是一种双环氧活性稀释剂，无色透明液体，气味 小，反应性及耐热性优良，固化时参与反应，形成链状及网状，不会在树脂固化后留下孔隙、 气泡等缺陷；KH-550是目前应用最广泛的娃焼偶联剂，具有两种功能团，即氨基和己氧基。 其中H个可水解基团（己氧基），在反应中先水解生成娃醇，由于娃醇不稳定，极易与无机 物或金属表面的羟基结合脱水，从而与无机物或金属结合起来。氨基上带有两个活泼氨可 W和各种聚合物发生反应，从而通过化学键将两种性质完全不同的材料紧密的结合起来； 线性酷酵树脂固化邻甲酯酵环氧树脂用于半导体封装，该是它的一个主要应用领域。在酷 酵树脂中含有大量的酷羟基，在加热条件下可W固化环氧树脂，形成高度交联的结构。该个 体系即保持了环氧树脂良好的黏附性，又保持了酷酵树脂的耐热性，使酷酵树脂/环氧树 脂可W在26(TC下长期使用，其耐热性、耐水性、电性能均比较优良，可用于成型材料，如集 成电路块的包封，近年发展很快。另外，还广泛用于印制线路板及粉末涂料方面；2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷值MP-30)，其高温反应活性较大，常温下混合料粘度上升速度却相对 很慢，因而DMP-30是一种使用特性优良的促进剂。在DMP-30分子结构中，除苯环外还有 立个-CH2-N(CH3)2基团，空间位阻很大。常温下DMP-30中叔N原子进攻酷氧原子的机会较 少，线性酷酵树脂与环氧树脂的反应非常缓慢，因而混合料粘度上升速度也较慢；随着混合 料温度上升，体系粘度变低，分子运动加剧，叔N原子结合酷氧原子的机会大大提高，因而 表现出较高的反应活性；
[0012] 烙融型娃微粉，其在环氧塑封料中发挥着极为重要的作用；可调节环氧树脂基体 的固化收缩、热膨胀率、热导率并改善其力学性能和电学性能，对于减小热膨胀系数来说， 烙融二氧化娃具有重要的作用，而对于提高热导率来说，结晶二氧化娃较好。
[0013] 在一个实施例中，所述娃微粉是烙融型娃微粉、或经二次烧成后的娃微粉。
[0014] 在一个实施例中，所述烙融型娃微粉的质量占所述环氧塑封料的45% -55%之 间，优选为50%。
[0015] 在一个实施例中，所述烙融型娃微粉的粒径在0. 5 ym-2. Oym之间。
[0016] 在一个实施例中，所述偶联剂的质量占所述环氧塑封料的4. 0% -5. 0%之间，优 选为5.0%。
[0017] 在一个实施例中，邻甲酯酵环氧树脂巧CN)90-110份；线性酷酵树脂50-60份；固 化促进剂1. 5-2. 5份；环氧类活性稀释剂30-35份；娃焼偶联剂4-6份；娃微粉50-60份。 [001引在一个实施例中，所述环氧（类）活性稀释剂为下基缩水甘油離、苯基缩水甘油 離、帰丙基缩水甘油醋、甲基丙帰酸缩水甘油離或己二醇二缩水甘油離，优选为己二醇二缩 水甘油離。
[0019] 在一个实施例中，所述娃焼偶联剂为甲基丙帰酸丙醋H甲氧基娃焼（KH-570)、己 帰基H己氧基娃焼（A-151)、y-氨丙基H己氧基娃焼（KH-550)、丙基缩水甘油離H甲氧基 娃焼（KH-560)或Y-琉丙基H甲氧基娃焼（KH-580)，优选为KH-550。
[0020] 在一个实施例中，所述潜伏性固化剂为微包胶囊长链咪哇衍生物、双氯胺或线性 酷酵树脂，优选为线性酷酵树脂。
[0021] 在一个实施例中，所述潜伏性固化促进剂为2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷 值MP-30)或猛的己醜丙丽络合物，优选为2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷值MP-30)。
[0022] 在一个实施